Les machines asynchrones

Les machines asynchrones
I) Moteur asynchrone
Le champ tournant créé par le stator induit des courants dans le rotor tournant à une vitesse différente du
champ tournant.
f : fréquence des courants statoriques en Hz.
 : pulsation des courants statoriques. =2 ..fS en rad/s.
n : fréquence de rotation du rotor en tr/s.
nS : fréquence de rotation du champ tournant (synchronisme) en tr/s..
 : vitesse angulaire du rotor en rad/s. =2n
S : vitesse angulaire du champ tournant (synchronisme) en rad/s. . S =2nS.
II) Relations principales
 rad/s (pulsation du courant)
nS  n  S    S  

g


avec  rad/s (pulsation mécanique)
nS
S
S
n tr/s ou tr/min

f  p  ns
p  
f r  gf
III) Bilan énergétique
Réseau
Stator
Entrefer
Rotor
Charge
Arbre moteur
PMec  Tem 
Pemtr  Ptr  3
3
R '2
I
g
 Ptr 1  g 
 Tem  s
P1  3V1 I1 cos 1
Pu  Tu 
(1  g ) '2
RI
g
Tu  Tem  Tp
Tem
Tp
pméc
p jR  3RI '2
PfR  0
V2
PfS  3
Rf
 gPtr
X
I
p jS  3r1 I12  3rJ 2 
3
RB I 2
2
I
I10
V1
Rf
Xm
R
g
IV) Modèle équivalent :
X
I
I
Rf
Xm
Xm, est la réactance magnétisante du stator ;
X est la réactance totale de fuite vue du stator;
I10
V1
Rf permet de représenter les pertes fer ;
R
g
 est la pulsation des courants statoriques ; =2f;
R est la résistance du rotor ramenée au stator ;
g est le glissement.
IV.1) Détermination des éléments du modèle :
IV.1.1) Essai à vide
En effectuant un essai à vide (g=0), on mesure I 10 et on déduit Lf.
Un essai à l’arrêt en rotor à circuit ouvert confirme ce résultat.
V12
V12
et R f  3
Lm  3
Q10  
P10
IV.1.2) Essai rotor bloqué:
En effectuant un essai à l’arrêt (g=1 rotor bloqué) dit essai en courtcircuit sous tension réduite
R
P1CC
3  I12cc
X
I1  I10  I
Q1CC
3  I12cc
r
I1

Souvent, il faut déterminer I’1
On peut le faire soit par un bilan de puissance sur le dipôle constitué
de R/g en série avec X ou par une construction de Fresnel
I '1  I1  I 10
r
V1
/2
r
I1
r
I10
V) Expression du couple :
Ptr  3
R 2
I '
g
I'
V1
2
R
2
 g    X2 
 
3RV
. 12
V12
R
T


em
g   s  R 2
 R2
2
2

.

g
.
X

X


S


g
 g

 
R
R
3 V12
( R) 2
Tmax si
alors Tmax 
avec X  '2 . à gT max 
 g. X 2 c’est à dire pour gT max 
X
X
S  2  X 2
g
R
PTR  3 .I 22 PJR  3R.I 22
g
Tem  3
Tem
Tem
instable
-1
0
1
g
n
stable
0
nS
2nS
instable
génératrice
moteur
moteur
génératrice